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2022-2023年高考物理二轮复习 高考电学压轴题答题策略课件(重点难点易错点核心热点经典考点)
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这是一份2022-2023年高考物理二轮复习 高考电学压轴题答题策略课件(重点难点易错点核心热点经典考点)，共21页。
带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动是历年高考的主干和重点，带电粒子在电场中的运动有两种情况：一是直线运动，主要考查运动学规律和动能定理；二是曲线运动，主要应用运动的合成与分解来解决。
例1.如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求：(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比；(2)A点距电场上边界的高度；(3)该电场的电场强度大小。
解析：(1)设两小球的初速度大小为v0,在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2。v0-at=0 ①s1=v0t+ at2 ②s2=v0t- at2 ③ 联立①②③式得s1∶s2 =3∶1 ④(2)设A点距电场上边界的高度为h,小球M下落h时在竖直方向的分速度为vy, =2gh ⑤H=vyt + gt2 ⑥ ⑦
联立①②⑤⑥⑦式可得h= H ⑧
(3)设电场强度的大小为E,小球M进入电场后做直线运动,则 ⑨设M、N离开电场时的动能分别为Ek1、Ek2,由动能定理得Ek1= m( + )+mgH+qEs1 ⑩Ek2= m( + )+mgH-qEs2 由已知条件Ek1=1.5Ek2 联立④⑤⑦⑧⑨⑩ 式得
答案 (1)3∶1 (2) H (3)
解题关键 ①N离开电场时的速度方向竖直向下——N在水平方向的速度恰好减速到0;②方向水平向右的匀强电场——M、N在竖直方向只受重力,二者在电场中的运动时间相等;③刚离开电场时M的动能为N的1.5倍——建立等式确定电场力和重力的关系。
带电粒子在匀强磁场中的运动历来都是高考命题的热点问题，高考对此部分内容的考查以带电粒子在各类有界匀强磁场中的运动为主，其解题的基本方法是“物理搭台，数学唱戏”，即通过试题搭建物理情境，结合物理中的匀速圆周运动知识，运用数学工具进行解决。其一般的解题思路：首先根据粒子的运动情况确定圆心，画出粒子在磁场中的运动轨迹，然后通过几何知识求半径，求圆心角，进而由 或 求解其他的物理量。
带电粒子在匀强磁场中的运动
带电粒子在组合场中运动
(1)按照带电粒子进入不同场的时间顺序分成几个不同的阶段；(2)分析带电粒子在各场中的受力情况和运动情况；(3)画出带电粒子的运动轨迹，注意运用几何知识，找出相应的几何关系与物理关系；(4)选择物理规律，列方程；(5)注意确定粒子在组合场交界位置处的速度大小与方向，该速度往往是联系两段运动的桥梁。
带电粒子在复合场中运动的解题思路
例2.一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点入射时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为 ，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。
4.如图，在y＞0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y＜0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核11H和一个氘核12H先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场。11H的质量为m，电荷量为q。不计重力。求：(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离；(2)磁场的磁感应强度大小；(3)12H第一次离开磁场的位置到原点O的距离。
解析：(1)11H在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示。在电场中由运动学公式有s1＝v1t1 ①h＝ a1t12 ②11H进入磁场时速度在y轴方向的分量大小为v1tan θ1＝a1t1③联立以上各式得s1＝ h。④
(2)11H在电场中运动时，由牛顿第二定律有 qE＝ma1⑤进入磁场时速度的大小为 ⑥在磁场中运动时由牛顿第二定律有 ⑦由几何关系得 s1＝2R1sin θ1 ⑧联立以上各式得 ⑨
(3)12H与11H初动能相等 (2m)v22＝ mv12⑩12H在电场中运动时有 qE＝2ma2 ⑪s2＝v2t2 ⑫h＝ a2t22⑬进入磁场时v2tan θ2＝a2t2⑭v′＝ ⑮ ⑯联立以上各式得s2＝s1，θ2＝θ1，R2＝ R1⑰
12H第一次离开磁场的出射点到入射点的距离为s2′，则s2′＝2R2sin θ2 ⑱联立④⑧⑰⑱式得，12H第一次离开磁场时的位置到原点O的距离为s2′－s2＝ ⑲
答案：(1) (2) (3)
带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动是历年高考的主干和重点，带电粒子在电场中的运动有两种情况：一是直线运动，主要考查运动学规律和动能定理；二是曲线运动，主要应用运动的合成与分解来解决。
例1.如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求：(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比；(2)A点距电场上边界的高度；(3)该电场的电场强度大小。
解析：(1)设两小球的初速度大小为v0,在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2。v0-at=0 ①s1=v0t+ at2 ②s2=v0t- at2 ③ 联立①②③式得s1∶s2 =3∶1 ④(2)设A点距电场上边界的高度为h,小球M下落h时在竖直方向的分速度为vy, =2gh ⑤H=vyt + gt2 ⑥ ⑦
联立①②⑤⑥⑦式可得h= H ⑧
(3)设电场强度的大小为E,小球M进入电场后做直线运动,则 ⑨设M、N离开电场时的动能分别为Ek1、Ek2,由动能定理得Ek1= m( + )+mgH+qEs1 ⑩Ek2= m( + )+mgH-qEs2 由已知条件Ek1=1.5Ek2 联立④⑤⑦⑧⑨⑩ 式得
答案 (1)3∶1 (2) H (3)
解题关键 ①N离开电场时的速度方向竖直向下——N在水平方向的速度恰好减速到0;②方向水平向右的匀强电场——M、N在竖直方向只受重力,二者在电场中的运动时间相等;③刚离开电场时M的动能为N的1.5倍——建立等式确定电场力和重力的关系。
带电粒子在匀强磁场中的运动历来都是高考命题的热点问题，高考对此部分内容的考查以带电粒子在各类有界匀强磁场中的运动为主，其解题的基本方法是“物理搭台，数学唱戏”，即通过试题搭建物理情境，结合物理中的匀速圆周运动知识，运用数学工具进行解决。其一般的解题思路：首先根据粒子的运动情况确定圆心，画出粒子在磁场中的运动轨迹，然后通过几何知识求半径，求圆心角，进而由 或 求解其他的物理量。
带电粒子在匀强磁场中的运动
带电粒子在组合场中运动
(1)按照带电粒子进入不同场的时间顺序分成几个不同的阶段；(2)分析带电粒子在各场中的受力情况和运动情况；(3)画出带电粒子的运动轨迹，注意运用几何知识，找出相应的几何关系与物理关系；(4)选择物理规律，列方程；(5)注意确定粒子在组合场交界位置处的速度大小与方向，该速度往往是联系两段运动的桥梁。
带电粒子在复合场中运动的解题思路
例2.一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点入射时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为 ，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。
4.如图，在y＞0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y＜0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核11H和一个氘核12H先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场。11H的质量为m，电荷量为q。不计重力。求：(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离；(2)磁场的磁感应强度大小；(3)12H第一次离开磁场的位置到原点O的距离。
解析：(1)11H在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示。在电场中由运动学公式有s1＝v1t1 ①h＝ a1t12 ②11H进入磁场时速度在y轴方向的分量大小为v1tan θ1＝a1t1③联立以上各式得s1＝ h。④
(2)11H在电场中运动时，由牛顿第二定律有 qE＝ma1⑤进入磁场时速度的大小为 ⑥在磁场中运动时由牛顿第二定律有 ⑦由几何关系得 s1＝2R1sin θ1 ⑧联立以上各式得 ⑨
(3)12H与11H初动能相等 (2m)v22＝ mv12⑩12H在电场中运动时有 qE＝2ma2 ⑪s2＝v2t2 ⑫h＝ a2t22⑬进入磁场时v2tan θ2＝a2t2⑭v′＝ ⑮ ⑯联立以上各式得s2＝s1，θ2＝θ1，R2＝ R1⑰
12H第一次离开磁场的出射点到入射点的距离为s2′，则s2′＝2R2sin θ2 ⑱联立④⑧⑰⑱式得，12H第一次离开磁场时的位置到原点O的距离为s2′－s2＝ ⑲
答案：(1) (2) (3)
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